通信原理試驗(yàn)15曼徹斯特碼編解碼試驗(yàn)

1、實(shí)驗(yàn)十四曼徹斯特碼編解碼實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)十五曼徹斯特碼編解碼實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.熟悉曼徹斯特碼編碼實(shí)驗(yàn)2 .熟悉曼徹斯特碼譯碼實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 掌握曼徹斯特碼的編解碼規(guī)則的過程2 掌握曼徹斯特碼的編解碼原理3. 學(xué)習(xí)通過CPLD編程實(shí)現(xiàn)曼徹斯特碼編譯碼實(shí)驗(yàn)二、實(shí)驗(yàn)電路工作原理在實(shí)際的基帶傳輸系統(tǒng)中，并不是所有碼字都能在信道中傳輸。例如，含有直流和低 頻成分的基帶信號(hào)就不適宜在信道中傳輸，因?yàn)樗锌赡茉斐尚盘?hào)嚴(yán)重畸變。同時(shí)，一般 基帶傳輸系統(tǒng)都從接收到的基帶信號(hào)流中提取收定時(shí)信號(hào)，而收定時(shí)信號(hào)卻又依賴于傳輸?shù)拇a型，如果碼型出現(xiàn)長時(shí)間的連“0 ”或連“ 1”符號(hào)，則基帶信號(hào)可能會(huì)長時(shí)間的出現(xiàn)0電位。從而使收定

2、時(shí)恢復(fù)系統(tǒng)難以保證收定時(shí)信號(hào)的準(zhǔn)確性。實(shí)際的基帶傳輸系統(tǒng)還可 能提出其它要求，因而對(duì)基帶信號(hào)也存在各種可能的要求。歸納起來，對(duì)傳輸用的基帶信 號(hào)的主要要求有兩點(diǎn)： 對(duì)各種代碼的要求，期望將原始信息的符號(hào)編制成適合于傳輸用的碼型， 對(duì)所傳碼型的電波波形要求，期望電波波形適宜于在信道中傳輸。前一問題稱為傳輸碼型選擇，后一問題稱為基帶脈沖的選擇。這是兩個(gè)既有獨(dú)立性又 有聯(lián)系的問題，也是基帶傳輸原理中十分重要的兩個(gè)問題。傳輸碼（又稱線路碼）的結(jié)構(gòu)將取決于實(shí)際信道特性和系統(tǒng)工作的條件。在較為復(fù)雜 的基帶傳輸系統(tǒng)中，傳輸碼的結(jié)構(gòu)應(yīng)具有下列主要特性： 能從其相應(yīng)的基帶信號(hào)中獲取定時(shí)信息； 相應(yīng)的基帶信號(hào)無直

3、流成分和只有很小的低頻成分； 不受信息源統(tǒng)計(jì)特性的影響，即能適應(yīng)于信息源的變化； 盡可能地提高傳輸碼型的傳輸效率； 具有內(nèi)在的檢錯(cuò)能力，等等。曼徹斯特碼 (Manchester code )又稱裂相碼、雙向碼，是一種用電平跳變來表示1或0的編碼，它是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中常用的兩種編碼方法(曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼)。未經(jīng)編碼的二進(jìn)制基帶數(shù)字信號(hào)就是高電平和低電平不斷交替的信號(hào)。至于用低電平代表 1或0都是可以的。使用這種最簡(jiǎn)單的基帶信號(hào)的最大問題就是當(dāng)出現(xiàn)一長串的連1或0時(shí)，在接收端無法收到的比特流中提取位同步信號(hào)。曼徹斯特編碼可以解決這一問題。其 變化規(guī)則很簡(jiǎn)單，即每個(gè)碼元均用兩個(gè)不現(xiàn)相位的電

4、平信號(hào)表示，也就是一個(gè)周期的方波，但0碼和1碼的相位正好相反。它的編碼應(yīng)用范圍很廣，如局域網(wǎng)等。此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)為軟件編 程實(shí)現(xiàn)。1 曼徹斯特碼的編碼原理：用兩個(gè)二進(jìn)制碼取代原來的碼即：用10取代0 用01取代1例如：1 1 0 0 1 0 1 取代后 01 01 10 10 01 10 011 n n 1 nre«* -e IFa9B I=*mi.1啦-LrLTLrLTLrLrLrL2 曼徹斯特碼的編碼方案process(e n, data_cp)begin if (en ='0') then temp<="00"elsif(data_cp'

5、;eve nt and data_cp='1') the nif(datain='1')then temp<="01"else temp<="10"end if;end if;end process;process(e n, data_cpx2)begin if en='0' then i<=0;elsif(data_cpx2'eve nt and data_cpx2='1') the nif i=0 the n i<=1;else i<=0;end i

6、f;cfm_out<=temp(i);end if;end process;3解碼原理：由編碼規(guī)則知道，當(dāng)遇到 10用0還原，遇到014 解碼方案process(data_cp2x,e n_temp)beginif en_temp='0' then temp<="00"elsif(data_cp2x'eve nt and data_cp2x='1') the n temp(0)<=datai n;temp(1)<=temp(0);end if;end process;process(data_cp,temp,e

7、 n_temp)beginif en _temp='0' the n n rz_out<='0'rstcfmout<='0： elsif(data_cp'eve nt and data_cp='0')the nif (temp="10" )then nrz_out <='0'elsif temp="01" then n rz_out<='1'else n rz_out<='1'end if;rstcfmout<

8、;='1'end if;end process;四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟撥碼開關(guān)識(shí)別注意點(diǎn)：SWD01撥上為“ 1 ”，撥下為“ 0”，SWD01撥上為“ 0”，撥下為“ T 位算起(即第八位向第一位開始算起)。1.將SWD02 ( 8位的撥碼開關(guān))撥到你想要觀察的數(shù)據(jù)；用1還原。同時(shí)輸入信號(hào)從高RST復(fù)位程序;2 .將SWD01(4位的撥碼開關(guān))撥為1011，選擇曼徹斯特編解碼，按動(dòng)3. 用示波器觀測(cè)TPD07的發(fā)送信號(hào)碼元波形，TPD13的時(shí)鐘信號(hào)，觀察發(fā)送碼元的發(fā)光管DD01, DD02DD08的顯示；4. 觀察TPD01的曼徹斯特編碼波形，記錄并分析曼徹斯特碼的編碼規(guī)則；5 觀察TDP08處的曼徹斯特碼解碼碼元，分析曼徹斯特碼的解碼算法；6 .將1步驟中的數(shù)據(jù)改變，再重復(fù)以上步驟。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1考慮你觀測(cè)的波形若沒有和你要撥的碼元比對(duì)，能不能正確解出原始碼來，若不 能，考慮為什么，有什么解決方案嗎？2 體會(huì)曼徹斯特碼易于提取時(shí)鐘信息的特點(diǎn)，若有能力可以考慮如何提取，講一下 大概的思路。六、測(cè)試點(diǎn)說明1. TPD07